2020 Fiscal Year Annual Research Report

Mechanisms underlying the anti-aging effect of calorie restriction: Roles for FoxO transcription factors in macrophages

Research Project

Project/Area Number	19H04033
Research Institution	Nagasaki University
Principal Investigator	下川功長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (70187475)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	FoxO転写因子 / 老化 / カロリー制限 / Inflammasome
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、実験動物の老化を遅延し、寿命を延伸するカロリー制限（CR）におけるFoxO転写因子の役割を明らかにするために行われた。特に、Inflammaging仮説の中心となる炎症細胞におけるFoxO1、FoxO3に着目した。１）骨髄球系細胞特異的Foxo1およびFoxo3遺伝子欠失マウスの寿命集団：昨年度作出した寿命集団を自由摂食（AL）、30％CR条件にて飼育している。現在、18ヶ月齢を過ぎている。体重や摂食量は野生型（WT）マウスと有意な差はない。２）マクロファージのpriming及びinflammasomeの活性化に伴うmRNA発現の次世代シークエンシング解析：腹腔内マクロファージにおけるInflammasomeの活性化過程を検証するため、種々の条件でマクロファージのmRNA発現変化を行った。炎症関連mRNA発現変化など、実験仮説を示唆する結果が得られた。３）マクロファージのprimingにおける加齢の影響： Inflammasome活性化の前段階であるpriming過程における加齢の影響を検討した。LipopolysaccharideによるNF-kBの活性化を指標とすると、若年（生後2ヶ月）に比べ、中年（生後9ヶ月）では、NF-kBの核内移行が減少した。高齢期（20ヶ月）では、若年期と同レベルまで上昇した。４）中、高年期のマクロファージにおけるInflammasomeの活性化：IL-1betaの分泌をを指標とすると、中年期のFoxo1欠失マウスでは、WTマウスに比べ、Inflammasomeの活性化が低下した。A L群において、低下度が大きかった。高年期では、WTとFoxo1欠失マウス群との差はなく、いずれのマウスもCR群がAL群よりも高かった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason １）骨髄球系細胞特異的Foxo1およびFoxo3遺伝子欠失マウスの寿命集団は18ヶ月齢を経過し、経時的に観察、データ収集が行われている。２）マクロファージにおけるpriming、inflammasomeの活性化という２段階の活性化を評価するアッセイ系を確立した。３）Foxo1遺伝子欠失マウスのマクロファージの解析が予定通り進んでいる。４）この間、Foxo3遺伝子欠失マウスの実験グループの準備が進んでいる。５）脂肪組織を中心としたIn vivoにおける実験群の準備も行われている。
Strategy for Future Research Activity	１）寿命集団：寿命集団の体重や摂食量等の経時的観察は、順調に進んでいる、2021年度中に、老齢化したマウスが自然死し始めるので、寿命データ、病理所見の収集を行う予定である。２）腹腔内マクロファージのInflammasome活性化：2020～2021年度にかけて、18か月齢のデータを解析している。LipopolysaccharideによるNFkBの活性化を指標としたマクロファージの”Priming”過程、IL-1betaの分泌を指標としたInflammasomeの活性化過程を評価するアッセイ系を確立している。予備実験では、24か月齢では、マクロファージのプレートへの接着が悪く、解析が困難であることが示されている。腹腔内マクロファージを使った解析は、18か月齢で終了し、In vivoの実験へ進む予定である。３）In vivoの実験：実験マウスの集団を作成し、脂肪組織におけるInflammasome活性化と炎症、インスリン抵抗性などの実験を行う準備を開始している。